JP6565873B2 - Sealed battery - Google Patents
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Description
この発明は、一般的には、密閉型電池に関し、より特定的には、電流遮断機構(CID:Current Interrupt Device)を備える密閉型電池に関する。 The present invention generally relates to a sealed battery, and more particularly to a sealed battery including a current interrupt device (CID).
従来の密閉型電池に関して、たとえば、特開2015−60751号公報には、電流遮断機構が作動したことを外部から認識可能とすることを目的とした、二次電池が開示されている(特許文献1)。 Regarding a conventional sealed battery, for example, Japanese Patent Laying-Open No. 2015-60751 discloses a secondary battery for the purpose of making it possible to recognize from the outside that a current interrupting mechanism has been activated (Patent Document). 1).
特許文献1に開示された二次電池は、電流遮断機構および感圧部材を備える。電流遮断機構は、二次電池の外部側に開口を有する接続端子と、接続端子に接続される反転板とを有する。感圧部材は、接続端子の開口を封止するように設けられている。反転板と接続端子とで囲まれた空間の圧力の上昇に応じて、感圧部材の状態が変化する。
The secondary battery disclosed in
また、特開2016−96014号公報には、電池容器の内圧上昇に伴って変形して、外部端子と電池容器内の巻回電極群との間の電流経路を遮断するダイヤフラムと、その電流経路を構成する部材との間の溶接品質を向上させることを目的とした、二次電池が開示されている(特許文献2)。 JP-A-2006-96014 discloses a diaphragm that is deformed as the internal pressure of the battery container increases and blocks the current path between the external terminal and the wound electrode group in the battery container, and the current path A secondary battery has been disclosed for the purpose of improving the quality of welding with a member constituting the battery (Patent Document 2).
特許文献2に開示された二次電池においては、ダイヤフラムが、電流経路を構成する部材に溶接される部分の肉厚が、内圧上昇によって変形する変形部の肉厚よりも大きくなるように構成されている。 In the secondary battery disclosed in Patent Document 2, the diaphragm is configured such that the thickness of the portion welded to the member constituting the current path is larger than the thickness of the deformed portion deformed by the increase in internal pressure. ing.
また、特開2014−139904号公報には、内圧が上昇した際に確実に安定して電流遮断することを目的とした、角形二次電池が開示されている(特許文献3)。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-139904 discloses a prismatic secondary battery for the purpose of reliably and stably interrupting current when the internal pressure increases (Patent Document 3).
特許文献3に開示された角形二次電池は、電池蓋に開口する開口部に挿通される接続端子と、電池内に配置され、接続端子に接続されるリードと、リードに接続され、電池内の内部圧力の上昇により変形するダイヤフラムとを有する。ダイヤフラムは、シール部材を介してリードにかしめ固定されている。 The prismatic secondary battery disclosed in Patent Document 3 includes a connection terminal that is inserted through an opening that opens in the battery lid, a lead that is disposed in the battery, and that is connected to the connection terminal, and is connected to the lead. And a diaphragm that is deformed by an increase in internal pressure. The diaphragm is caulked and fixed to the lead via a seal member.
上述の特許文献に開示されるように、電池要素を収容する外装体の内圧が所定以上に上昇した場合に反転板が変形することにより、電池要素および外部端子間の電流の流れを遮断する電流遮断機構を備えた密閉型電池が知られている。 As disclosed in the above-mentioned patent document, when the internal pressure of the exterior body that houses the battery element rises above a predetermined level, the reversal plate is deformed to interrupt the current flow between the battery element and the external terminal. A sealed battery having a blocking mechanism is known.
このような密閉型電池において、外装体内で電池要素に接続される集電端子と、反転板とが、溶接により接合される。この際、集電端子および反転板の溶接工程に起因して、反転板が変形する時の外装体の内圧(反転圧)にばらつきが生じるおそれがある。また、密閉型電池の信頼性を高く維持するため、集電端子および反転板の溶接時に発生するスパッタ等の異物が、電池内部に侵入する可能性を低減する必要がある。 In such a sealed battery, the current collecting terminal connected to the battery element in the exterior body and the reversing plate are joined by welding. At this time, due to the welding process of the current collecting terminal and the reverse plate, there is a possibility that the internal pressure (reverse pressure) of the exterior body varies when the reverse plate is deformed. Further, in order to maintain high reliability of the sealed battery, it is necessary to reduce the possibility that foreign matters such as spatter generated during welding of the current collecting terminal and the reverse plate enter the battery.
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、電流遮断機構を備える密閉型電池において、反転板の反転圧にばらつきが生じることを抑制するとともに、電池内部に異物が侵入する可能性を低減する密閉型電池を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem, and in a sealed battery equipped with a current interruption mechanism, it is possible to suppress the occurrence of variations in the reversing pressure of the reversing plate and to allow foreign objects to enter the battery. It is providing the sealed battery which reduces property.
この発明に従った密閉型電池は、電流遮断機構を備える密閉型電池である。密閉型電池は、電池要素を収容する外装体と、外装体内において電池要素に接続される集電端子と、外装体の外部に連通する中空部を形成する中空部材と、集電端子および中空部材の間に配置され、外装体の内圧が所定以上に上昇した時に変形することにより、電池要素と、外装体の外部に設けられた外部端子との間の電流の流れを遮断する反転板とを備える。集電端子は、中空部材に向けて突出する凸部と、凸部の周縁に沿って設けられる周縁部と、凸部を取り囲むように周縁部に設けられ、凸部の突出方向において集電端子の厚みを減じるように形成される切り欠き部とを含む。凸部は、凸部の突出方向において周縁部の厚みよりも大きい厚みを有する。反転板には、凸部が嵌合される嵌合部が設けられる。密閉型電池は、中空部材と対向する頂面を有し、凸部および嵌合部の間で、集電端子と反転板とを接合する溶接部を備える。反転板は、反転板が凸部に向かい合う側で凹形状をなし、反転板が中空部材に向かい合う側で凸形状をなす窪み部を含む。嵌合部は、窪み部がなす凹形状により構成される。
この発明の別の局面に従った密閉型電池は、電流遮断機構を備える密閉型電池である。密閉型電池は、電池要素を収容する外装体と、外装体内において電池要素に接続される集電端子と、外装体の外部に連通する中空部を形成する中空部材と、集電端子および中空部材の間に配置され、外装体の内圧が所定以上に上昇した時に変形することにより、電池要素と、外装体の外部に設けられた外部端子との間の電流の流れを遮断する反転板とを備える。集電端子は、中空部材に向けて突出する凸部と、凸部の周縁に沿って設けられる周縁部と、凸部を取り囲むように周縁部に設けられ、凸部の突出方向において集電端子の厚みを減じるように形成される切り欠き部とを含む。凸部は、凸部の突出方向において周縁部の厚みよりも大きい厚みを有する。反転板には、凸部が嵌合される嵌合部が設けられる。密閉型電池は、中空部材と対向する頂面を有し、凸部および嵌合部の間で、集電端子と反転板とを接合する溶接部を備える。
The sealed battery according to the present invention is a sealed battery provided with a current interruption mechanism. The sealed battery includes an exterior body that houses a battery element, a current collector terminal connected to the battery element in the exterior body, a hollow member that forms a hollow portion that communicates with the outside of the exterior body, a current collector terminal, and a hollow member And a reversing plate that interrupts the flow of current between the battery element and the external terminal provided outside the exterior body by being deformed when the internal pressure of the exterior body rises above a predetermined level. Prepare. The current collecting terminal is provided at the peripheral portion so as to surround the convex portion, the convex portion protruding toward the hollow member, the peripheral portion provided along the peripheral edge of the convex portion, and in the protruding direction of the convex portion. And a notch portion formed so as to reduce the thickness. The convex part has a thickness larger than the thickness of the peripheral part in the protruding direction of the convex part. The reversing plate is provided with a fitting portion into which the convex portion is fitted. The sealed battery has a top surface facing the hollow member, and includes a welded portion that joins the current collecting terminal and the reversing plate between the convex portion and the fitting portion. The reversing plate includes a recessed portion having a concave shape on the side where the reversing plate faces the convex portion and a convex shape on the side where the reversing plate faces the hollow member. A fitting part is comprised by the concave shape which a hollow part makes.
A sealed battery according to another aspect of the present invention is a sealed battery provided with a current interruption mechanism. The sealed battery includes an exterior body that houses a battery element, a current collector terminal connected to the battery element in the exterior body, a hollow member that forms a hollow portion that communicates with the outside of the exterior body, a current collector terminal, and a hollow member And a reversing plate that interrupts the flow of current between the battery element and the external terminal provided outside the exterior body by being deformed when the internal pressure of the exterior body rises above a predetermined level. Prepare. The current collecting terminal is provided at the peripheral portion so as to surround the convex portion, the convex portion protruding toward the hollow member, the peripheral portion provided along the peripheral edge of the convex portion, and in the protruding direction of the convex portion. And a notch portion formed so as to reduce the thickness. The convex part has a thickness larger than the thickness of the peripheral part in the protruding direction of the convex part. The reversing plate is provided with a fitting portion into which the convex portion is fitted. The sealed battery has a top surface facing the hollow member, and includes a welded portion that joins the current collecting terminal and the reversing plate between the convex portion and the fitting portion.
このように構成された密閉型電池によれば、突出部を嵌合部に嵌合した状態で集電端子と反転板とを溶接することにより、凸部および嵌合部間において集電端子と反転板との突き合わせ溶接が可能となり、また、溶接部において集電端子の厚み方向の溶接代を容易に確保することができる。また、集電端子に対する反転板の溶接位置がずれることを防止できる。これにより、集電端子および反転板の溶接工程に起因して反転板の反転圧にばらつきが生じることを抑制できる。また、溶接部は、中空部材と対向する頂面を有しており、集電端子および反転板を外装体の外側から溶接したものである。これにより、電池内部にスパッタ等の異物が侵入する可能性を低減することができる。 According to the sealed battery configured as described above, the current collector terminal and the reversing plate are welded in a state where the projecting portion is fitted to the fitting portion, so that the current collecting terminal is connected between the convex portion and the fitting portion. Butt welding with the reversing plate is possible, and the welding margin in the thickness direction of the current collecting terminal can be easily secured at the welded portion. Moreover, it can prevent that the welding position of the inversion board with respect to a current collection terminal shift | deviates. Thereby, it can suppress that dispersion | variation arises in the inversion pressure of an inversion board resulting from the welding process of a current collection terminal and an inversion board. In addition, the welded portion has a top surface facing the hollow member, and the current collector terminal and the reverse plate are welded from the outside of the exterior body. Thereby, possibility that foreign materials, such as a sputter | spatter, will penetrate | invade inside a battery can be reduced.
また好ましくは、嵌合部は、反転板を貫通する貫通孔である。
このように構成された密閉型電池によれば、集電端子に対する反転板の溶接位置がずれることを、より効果的に防ぐことができる。
Preferably, the fitting portion is a through hole that penetrates the reversing plate.
According to the sealed battery configured as described above, it is possible to more effectively prevent the welding position of the reversing plate with respect to the current collecting terminal from being shifted.
また好ましくは、反転板は、反転板が凸部に向かい合う側で凹形状をなし、反転板が中空部材に向かい合う側で凸形状をなす窪み部を含む。嵌合部は、窪み部がなす凹形状により構成される。 Preferably, the reversing plate includes a recessed portion having a concave shape on the side where the reversing plate faces the convex portion, and a convex shape on the side where the reversing plate faces the hollow member. A fitting part is comprised by the concave shape which a hollow part makes.
このように構成された密閉型電池によれば、溶接部において集電端子の厚み方向の溶接代をより容易に確保することができる。 According to the sealed battery configured in this manner, the welding allowance in the thickness direction of the current collecting terminal can be more easily ensured at the welded portion.
以上に説明したように、この発明に従えば、電流遮断機構を備える密閉型電池において、反転板の反転圧にばらつきが生じることを抑制するとともに、電池内部に異物が侵入する可能性を低減する密閉型電池を提供することができる。 As described above, according to the present invention, in a sealed battery having a current interrupting mechanism, it is possible to suppress the occurrence of variations in the reversing pressure of the reversing plate and to reduce the possibility of foreign matter entering the battery. A sealed battery can be provided.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1における密閉型電池を示す斜視図である。図2は、図1中のII−II線上に沿った密閉型電池を示す断面図である。
(Embodiment 1)
1 is a perspective view showing a sealed battery according to
図1および図2を参照して、本実施の形態における密閉型電池10は、車両駆動用であり、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能なバッテリから電力供給されるモータとを動力源とするハイブリッド自動車や、外部充電が可能なプラグインハイブリッド自動車、電気自動車などに搭載される。
Referring to FIGS. 1 and 2, sealed
密閉型電池10は、電池要素12と、外装体14と、正極端子21Pおよび負極端子21Nと、集電端子51とを有する。
The sealed
電池要素12は、正負の電極がセパレータを介して積層されて構成されている。外装体14は、ケース15および封口体16が組み合わさって構成されている。ケース15および封口体16は、アルミニウム等の金属から形成されている。ケース15は、一方向に開口された略直方体のケース形状を有し、その内部には、電解液とともに電池要素12が収容されている。封口体16は、矩形の平面視を有する平板形状を有し、ケース15の開口を塞ぐように設けられている。封口体16は、ケース15に溶接されている。封口体16には、貫通孔17が設けられている。
The
正極端子21Pおよび負極端子21Nは、密閉型電池10の外部端子21として、外装体14の外部に設けられている。
The
集電端子51は、外装体14の内部に設けられている。集電端子51は、外装体14内において電池要素12に接続されている。
The
密閉型電池10は、外装体14の内圧が所定以上に上昇した場合に、電池要素12と外部端子21との間の電流の流れを遮断する電流遮断機構を備える。電流遮断機構は、正極端子21Pおよび負極端子21Nの少なくともいずれか一方に設けられている。以下、電流遮断機構の構造について詳細に説明する。
The sealed
密閉型電池10は、インシュレータ23と、ガスケット25と、中空リベット31と、反転板41と、複数の樹脂ホルダー57とをさらに有する。
The sealed
インシュレータ23は、外装体14の外部に設けられている。インシュレータ23は、外装体14の外部から封口体16に重ね合わされている。インシュレータ23は、封口体16と外部端子21との間に介挿されている。インシュレータ23は、絶縁性材料から形成されており、封口体16および外部端子21の間を電気的に絶縁している。
The
中空リベット31は、導電性材料から形成されている。中空リベット31は、中空部36を形成する中空部材として設けられている。中空部36は、仮想上の中心軸101に沿って延び、外装体14の外部(外部空間)に連通している。中空リベット31は、封口体16に設けられた貫通孔17に挿通されている。中空リベット31は、外装体14の外部で外部端子21に接続され、外装体14の内部で反転板41に接続されている。中空リベット31は、外部端子21および反転板41の間を電気的に接続している。
The
より具体的には、中空リベット31は、その構成部位として、筒部33、第1鍔部32、第2鍔部34および外周縁部35を有する。
More specifically, the
筒部33は、中心軸101を中心に筒状に延びる形状を有する。筒部33は、円筒形状を有する。中空リベット31のうちの筒部33が、貫通孔17に挿通されている。筒部33は、外装体14の外部において、インシュレータ23および外部端子21を貫通するように設けられている。
The
第1鍔部32は、外装体14の外部に向けて筒状に延びる筒部33の端部に設けられている。第1鍔部32は、中心軸101を中心にしてその半径方向外側に広がる鍔形状を有する。第1鍔部32は、外部端子21と接触している。インシュレータ23および外部端子21は、第1鍔部32と封口体16との間に挟持されている。
The
第2鍔部34は、外装体14の内部に向けて筒状に延びる筒部33の端部(第1鍔部32が設けられた端部とは反対側の筒部33の端部)に設けられている。第2鍔部34は、中心軸101を中心にしてその半径方向外側に広がる鍔形状を有する。外周縁部35は、第2鍔部34の外周縁に設けられている。外周縁部35は、第2鍔部34の外周縁から、中心軸101の軸方向において集電端子51に近づく方向に折れ曲がって設けられている。後述する反転板41の外周縁部42は、外周縁部35の内側に嵌合されている。
The
ガスケット25は、封口体16と中空リベット31との間に介挿されている。ガスケット25は、封口体16と中空リベット31との間のシール材として設けられている。
The
図3は、図2中の2点鎖線IIIで囲まれる範囲を拡大して示す断面図である。図4は、図2中の集電端子を単体で示す平面図である。図5は、図2中の反転板を単体で示す平面図である。 3 is an enlarged cross-sectional view of a range surrounded by a two-dot chain line III in FIG. FIG. 4 is a plan view showing the current collecting terminal in FIG. 2 alone. FIG. 5 is a plan view showing the reversing plate in FIG. 2 alone.
図1から図5を参照して、反転板41は、導電性材料から形成されている。反転板41は、中心軸101の軸方向において、中空リベット31(第2鍔部34)および集電端子51の間に配置されている。反転板41は、中空リベット31および集電端子51に接続されている。反転板41は、中空リベット31および集電端子51の間を電気的に接続している。
Referring to FIGS. 1 to 5, the reversing
反転板41は、円形の平面視を有する薄板から形成されている。反転板41は、その平面視における円形の中心が中心軸101に重なるように設けられている。反転板41は、全体として、中心軸101の軸方向において中空リベット31に対向する側で凹となり、中心軸101の軸方向において集電端子51に対向する側で凸となる反った形状を有する。
The
反転板41は、その構成部位として、傾斜部43および外周縁部42を有する。傾斜部43は、中心軸101の軸方向において集電端子51から中空リベット31に近づく方向に傾斜しながら、中心軸101の半径方向内側から半径方向外側に広がる形状を有する。外周縁部42は、傾斜部43の外周縁に設けられている。外周縁部42は、中心軸101の軸方向において一定を厚みを有しながら、中心軸101を中心に周回するリング形状を有する。
The
反転板41には、嵌合部44が設けられている。嵌合部44は、傾斜部43の内周縁に設けられている。本実施の形態では、嵌合部44が、中心軸101の軸方向において反転板41を貫通する貫通孔として設けられている。嵌合部44は、中心軸101を中心とする円形の開口形状を有する。嵌合部44は、中心軸101の軸方向において中空リベット31(中空部36)と対向して設けられている。
The reversing
集電端子51は、その構成部位として、板状部56を有する。板状部56は、板形状を有する。板状部56は、中心軸101の軸方向において中空リベット31(第2鍔部34および外周縁部35)と対向して配置されている。
The
板状部56には、複数の貫通孔55が形成されている。複数の貫通孔55には、それぞれ、複数の樹脂ホルダー57が装着されている。樹脂ホルダー57は、その構成部位として、基台部57jを有する。基台部57jは、板状部56から中空リベット31に向けて突出して設けられている。反転板41の外周縁部42および中空リベット31の外周縁部35は、基台部57jに載置されている。
A plurality of through
集電端子51(板状部56)は、その構成部位として、凸部52と、周縁部53と、切り欠き部54とを有する。
The current collection terminal 51 (plate-like part 56) has the
凸部52は、中空リベット31(中空部36)に向けて突出して設けられている。凸部52は、周縁部53を基準にして中心軸101の軸方向に突出する凸形状を有する。凸部52は、中心軸101の軸方向から見た場合に、円形の平面視を有する。凸部52は、反転板41の嵌合部44に嵌合されている。
The
周縁部53は、凸部52の周縁に沿って設けられている。周縁部53は、中心軸101の軸方向から見た場合に、凸部52の周りを周回する領域に設けられている。凸部52の突出方向、すなわち、中心軸101の軸方向における集電端子51の長さを厚みという場合に、凸部52は、周縁部53よりも大きい厚みを有する。
The
周縁部53は、その構成部位として、肉厚部53pと、肉薄部53qとを有する。肉厚部53pは、凸部52の周縁に沿って設けられている。肉薄部53qは、肉厚部53pの周縁に沿って設けられている。周縁部53は、肉薄部53qの厚みが肉厚部53pの厚みよりもさらに小さくなる段差構造を有する。
The
切り欠き部54は、凸部52を取り囲むように設けられている。切り欠き部54は、中心軸101の軸方向から見て凸部52の外周上に設けられている。切り欠き部54は、周縁部53に設けられている。切り欠き部54は、周縁53において集電端子51の厚みを減じるように設けられている。切り欠き部54は、中心軸101の軸方向において集電端子51が反転板41と対向する側とは反対側に設けられている。切り欠き部54は、周縁部53のうちの肉厚部53pと肉薄部53qとの境界に設けられている。
The
密閉型電池10は、溶接部61をさらに有する。溶接部61は、凸部52および嵌合部44の間で、集電端子51と反転板41とを接合している。溶接部61は、集電端子51と反転板41とを溶接することによって設けられている。より具体的には、溶接部61は、レーザ溶接により集電端子51および反転板41が溶融し、そのあと凝固することによって、互いに一体化されている部分である。
The sealed
溶接部61は、凸部52と嵌合部44とが中心軸101の半径方向において突き合された部分に設けられている。溶接部61は、頂面62を有する。頂面62は、中心軸101の軸方向において中空リベット31(中空部36)と対向している。溶接部61は、中心軸101の軸方向において、頂面62から、集電端子51および反転板41の所定深さに渡って設けられている。
The welded
このように、反転板41が、中心軸101の半径方向外側で中空リベット31に接続され、中心軸101の半径方向内側で集電端子51に接続されることによって、外装体14の内部に、電池要素12および電解液を収容する密閉空間が形成されている。外装体14の内圧が上昇すると、反転板41が、図2中の矢印102に示すように中空リベット31に近づく方向に変形する。このとき、集電端子51が切り欠き部54を起点に破断することにより、電池要素12と外部端子21との間の電流の流れが遮断される。
In this way, the reversing
図6は、図1中の密閉型電池の製造方法において、集電端子および反転板の溶接工程を示す断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing the welding process of the current collector terminal and the reverse plate in the method for manufacturing the sealed battery in FIG.
図6を参照して、密閉型電池10の製造方法においては、まず、封口体16に、インシュレータ23、外部端子21、ガスケット25、中空リベット31および反転板41を組み付ける。この際、外装体14の外側に突出する中空リベット31の先端部をかしめ加工することによって、封口体16に、インシュレータ23、外部端子21およびガスケット25を固定する。
Referring to FIG. 6, in the manufacturing method of sealed
溶接により集電端子51を電池要素12に接合する。次に、反転板41の嵌合部44に、集電端子51の凸部52を嵌合する。中空部36を通じて嵌合部44および凸部52の突き合わせ部分にレーザ光110を照射することによって(突き合わせ溶接)、反転板41および集電端子51を接合する。
The
次に、上記溶接工程により得られたアセンブリをケース15内に配置し、溶接によりケース15に封口体16を溶接する。封口体16に設けられた注液口を通じてケース15内に電解液を注入し、そのあと、注液孔を塞ぐ。以上の工程により、図1中の密閉型電池10が完成する。
Next, the assembly obtained by the welding process is placed in the
続いて、図1中の密閉型電池10により奏される作用効果について、比較例における密閉型電池の課題を交えながら説明する。
Then, the effect produced by the sealed
図7は、比較例における密閉型電池の製造方法において、集電端子および反転板の溶接工程を示す断面図である。図7を参照して、本比較例における密閉型電池は、密閉型電池10における反転板41および集電端子51に替えて、反転板141および集電端子151を有する。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a welding process of a current collecting terminal and a reversal plate in a method for manufacturing a sealed battery in a comparative example. Referring to FIG. 7, the sealed battery in this comparative example has a reversing
反転板141には、反転板41における嵌合部44が設けられていない。すなわち、反転板41は、中心軸101が交わる中央部が閉塞された形状を有する。集電端子151には、貫通孔81が設けられている。貫通孔81は、中心軸101を中心とする円形の開口形状を有する。このような構成を備える比較例における密閉型電池の製造方法においては、反転板141と、貫通孔81を規定する集電端子151の内壁との隅部にレーザ光を照射することにより(隅肉溶接)、反転板141および集電端子151を溶接する。
The reversing
反転板141は、一般的に、極めて小さい厚み(たとえば、0.3mm)を有する。このような薄肉の(熱容量が小さい)反転板141に対して、集電端子151を隅肉溶接すると、レーザ光が反転板141を貫通したり、反転板141への溶接熱の熱影響が大きくなったりして、反転板141の反転圧にばらつきが生じるおそれがある。
The reversing
また、反転板141および集電端子151を、図2中の樹脂ホルダー57を介して相互に位置決めする構成では、上記溶接工程時に、反転板141および集電端子151の間の位置ずれ(貫通孔81と反転板141との間の芯ずれ)が発生し、反転板141の反転圧にばらつきが生じるおそれがある。
Further, in the configuration in which the reversing
さらに、上記溶接工程時に外装体14の内部側からレーザ光を照射するため、電池内部に収容される部品にスパッタ等の異物が付着するおそれがある。
Further, since laser light is irradiated from the inside of the
以上のような理由により、比較例における密閉型電池では、反転板141および集電端子151間の接合部において安定したロバスト性を得ることや、電池内部への異物侵入の可能性を十分に低減することが難しい。
For the reasons described above, in the sealed battery in the comparative example, stable robustness is obtained at the joint between the reversing
図8および図9は、図6中の2点鎖線VIIIで囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。図8中には、反転板41および集電端子51の溶接時に、最小限の反転板41および集電端子51の溶け込み量が得られた場合が示され、図9中には、反転板41および集電端子51の溶け込み量が大きくなった場合が示されている。
8 and 9 are cross-sectional views showing an enlarged view of a range surrounded by a two-dot chain line VIII in FIG. FIG. 8 shows a case where the minimum amount of penetration of the reversing
図6、図8および図9を参照して、本実施の形態における密閉型電池10においては、凸部52および嵌合部44間における突き合わせ溶接が可能となり、また、溶接部61における厚み方向の溶接代を容易に確保することができるため、レーザ光の貫通や反転板41が溶接熱の影響を過大に受けることを防止できる。また、凸部52が嵌合部44に嵌合されることによって、反転板41および集電端子51が相互に高精度に位置決めされる。したがって、集電端子51および反転板41の溶接工程に起因して反転板41の反転圧にばらつきが生じることを抑制できる。
With reference to FIGS. 6, 8, and 9, in sealed
また、本実施の形態における密閉型電池10においては、外装体14の外部側からレーザ光110を照射することによって、反転板41および集電端子51を溶接する。これにより、溶接工程時に発生するスパッタ120等の異物が電池内部に侵入する可能性を十分に低減することができる。
Moreover, in the sealed
図8および図9中に示す密閉型電池10の構成部品の寸法の一例は、以下のとおりである。
凸部52の厚みA=1.0mm
周縁部53(肉厚部53p)の厚みB=0.5mm
凸部52の直径φC=2.0mm
嵌合部44の直径φD=2.2mm
凸部52および嵌合部44の隙間の大きさE=0.1mm
集電端子51における溶融部66の中心位置φF=1.8mm
反転板41における溶融部66の中心位置φG=2.4mm
反転板41における溶融部66の幅H=0.4mm
集電端子51における溶融部66の幅I=0.4mm
集電端子51における溶融部66の深さJ(図8)=0.3mm
反転板41における溶融部66の深さK(図8)=0.1mm
反転板41の厚みL=0.3mm
中空部36(溶接時の開口部)の直径=5mm
集電端子51における溶融部66の深さM(図9)=0.6mm
反転板41における溶融部66の深さN(図9)=0.4mm
上記の寸法条件のもと、図8における反転板41および集電端子51の溶け込み量が0.9mm3となり、図9における反転板41および集電端子51の溶け込み量が2.58mm3となる。この場合、溶接部61における厚み方向の溶接代を約2.5倍以上に確保することが可能となる。
An example of the dimensions of the components of the sealed
Thickness A of the
Perimeter 53 (
Diameter of
Diameter of
The size of the gap between the
The center position φF of the
The center position φG = 2.4 mm of the
The width H of the
The width I of the
Depth J (FIG. 8) of melted
Depth K of the
Diameter of hollow part 36 (opening during welding) = 5 mm
Depth M of the
Depth N (FIG. 9) of melting
Under the above dimensions conditions, penetration amount 0.9 mm 3
以上に説明した、この発明の実施の形態1における密閉型電池10の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における密閉型電池10は、電流遮断機構を備える密閉型電池である。密閉型電池10は、電池要素12を収容する外装体14と、外装体14内において電池要素12に接続される集電端子51と、外装体14の外部に連通する中空部36を形成する中空部材としての中空リベット31と、集電端子51および中空リベット31の間に配置され、外装体14の内圧が所定以上に上昇した時に変形することにより、電池要素12と、外装体14の外部に設けられた外部端子21との間の電流の流れを遮断する反転板41とを備える。集電端子51は、中空リベット31に向けて突出する凸部52と、凸部52の周縁に沿って設けられる周縁部53と、凸部52を取り囲むように周縁部53に設けられ、凸部52の突出方向において集電端子51の厚みを減じるように形成される切り欠き部54とを含む。凸部52は、凸部52の突出方向において周縁部53の厚みよりも大きい厚みを有する。反転板41には、凸部52が嵌合される嵌合部44が設けられる。密閉型電池10は、中空リベット31と対向する頂面62を有し、凸部52および嵌合部44の間で、集電端子51と反転板41とを接合する溶接部61を備える。
The structure of the sealed
このように構成された、この発明の実施の形態1における密閉型電池10によれば、反転板41の反転圧にばらつきが生じることを抑制するとともに、電池内部に異物が侵入する可能性を低減することができる。
According to the sealed
(実施の形態2)
図10は、この発明の実施の形態2における密閉型電池を示す断面図である。図10は、実施の形態1における図3に対応する図である。本実施の形態における密閉型電池は、実施の形態1における密閉型電池10と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。
(Embodiment 2)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a sealed battery according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 3 in the first embodiment. The sealed battery in the present embodiment basically has the same structure as that of the sealed
図10を参照して、本実施の形態では、反転板41が、窪み部45をさらに有する。窪み部45は、傾斜部43の半径方向内側に設けられている。窪み部45は、反転板41が凸部52に向かい合う側で凹形状をなし、反転板41が中空リベット31に向かい合う側で凸形状をなす。窪み部45は、有底の円筒形状を有する。嵌合部44は、窪み部45がなす凹形状により構成されている。
Referring to FIG. 10, in this embodiment,
溶接部61は、窪み部45に頂面62を有する。溶接部61は、中心軸101の軸方向において、窪み部45の底部分から凸部52に達する深さまで設けられている。
The welded
図11は、図10中の密閉型電池の製造方法において、集電端子および反転板の溶接工程を示す断面図である。図11を参照して、本実施の形態においても、中空部36を通じて窪み部45の底部分にレーザ光110を照射することによって、反転板41および集電端子51を接合する。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a welding process of the current collecting terminal and the reverse plate in the method for manufacturing the sealed battery in FIG. Referring to FIG. 11, also in this embodiment, reversing
図11中に示す密閉型電池の構成部品の寸法の一例は、以下のとおりである。
嵌合部44の深さP=0.5mm
窪み部45の底部分の厚みQ=0.3mm
凸部52の直径φR=2.0mm
嵌合部44の直径φS=2.2mm
このように構成された、この発明の実施の形態2における密閉型電池によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に奏することができる。また、溶接部61における厚み方向の溶接代をさらに容易に確保することができる。
An example of the dimensions of the components of the sealed battery shown in FIG. 11 is as follows.
Depth P of
Thickness Q = 0.3 mm at the bottom of the
Diameter of
Diameter of
According to the sealed battery in the second embodiment of the present invention configured as described above, the effects described in the first embodiment can be similarly obtained. Moreover, the welding allowance of the thickness direction in the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
この発明は、主に、電流遮断機構を備える密閉型電池に適用される。 The present invention is mainly applied to a sealed battery having a current interruption mechanism.
10 密閉型電池、12 電池要素、14 外装体、15 ケース、16 封口体、17,55,81 貫通孔、21 外部端子、21N 負極端子、21P 正極端子、23 インシュレータ、25 ガスケット、31 中空リベット、32 第1鍔部、33 筒部、34 第2鍔部、35,42 外周縁部、36 中空部、41,141 反転板、43 傾斜部、44 嵌合部、45 窪み部、51,151 集電端子、52 凸部、53 周縁部、53p 肉厚部、53q 肉薄部、54 切り欠き部、56 板状部、57 樹脂ホルダー、57j 基台部、61 溶接部、62 頂面、66 溶融部、101 中心軸、110 レーザ光。
10 Sealed Battery, 12 Battery Element, 14 Case, 15 Case, 16 Sealing Body, 17, 55, 81 Through Hole, 21 External Terminal, 21N Negative Terminal, 21P Positive Terminal, 23 Insulator, 25 Gasket, 31 Hollow Rivet, 32 1st collar part, 33 cylinder part, 34 2nd collar part, 35,42 outer periphery part, 36 hollow part, 41,141 inversion plate, 43 inclination part, 44 fitting part, 45 hollow part, 51,151 collection Electrical terminal, 52 Convex part, 53 Peripheral part, 53p Thick part, 53q Thin part, 54 Notch part, 56 Plate-like part, 57 Resin holder, 57j Base part, 61 Welded part, 62 Top face, 66 Melted
Claims (1)
電池要素を収容する外装体と、
前記外装体内において前記電池要素に接続される集電端子と、
前記外装体の外部に連通する中空部を形成する中空部材と、
前記集電端子および前記中空部材の間に配置され、前記外装体の内圧が所定以上に上昇した時に変形することにより、前記電池要素と、前記外装体の外部に設けられた外部端子との間の電流の流れを遮断する反転板とを備え、
前記集電端子は、
前記中空部材に向けて突出する凸部と、
前記凸部の周縁に沿って設けられる周縁部と、
前記凸部を取り囲むように前記周縁部に設けられ、前記凸部の突出方向において前記集電端子の厚みを減じるように形成される切り欠き部とを含み、
前記凸部は、前記凸部の突出方向において前記周縁部の厚みよりも大きい厚みを有し、
前記反転板には、前記凸部が嵌合される嵌合部が設けられ、さらに、
前記中空部材と対向する頂面を有し、前記凸部および前記嵌合部の間で、前記集電端子と前記反転板とを接合する溶接部を備え、
前記反転板は、前記反転板が前記凸部に向かい合う側で凹形状をなし、前記反転板が前記中空部材に向かい合う側で凸形状をなす窪み部を含み、
前記嵌合部は、前記窪み部がなす凹形状により構成される、密閉型電池。 A sealed battery having a current interruption mechanism,
An exterior body that houses the battery element;
A current collecting terminal connected to the battery element in the exterior body;
A hollow member forming a hollow portion communicating with the exterior of the exterior body;
Between the battery element and an external terminal provided outside the exterior body by being deformed when the internal pressure of the exterior body rises to a predetermined level or more, disposed between the current collecting terminal and the hollow member. And an inversion plate that cuts off the current flow of
The current collecting terminal is
A protrusion protruding toward the hollow member;
A peripheral edge provided along a peripheral edge of the convex part;
A cutout portion provided at the peripheral portion so as to surround the convex portion, and formed to reduce the thickness of the current collecting terminal in the protruding direction of the convex portion,
The convex portion has a thickness larger than the thickness of the peripheral edge in the protruding direction of the convex portion,
The reversing plate is provided with a fitting portion into which the convex portion is fitted, and
It has a top surface facing the hollow member, and includes a welded portion that joins the current collecting terminal and the reversing plate between the convex portion and the fitting portion ,
The reversing plate includes a recess having a concave shape on the side where the reversing plate faces the convex portion, and a concave portion on the side where the reversing plate faces the hollow member,
The fitting part is a sealed battery configured by a concave shape formed by the hollow part .
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